Оптимизация состава сырья при совместной гидроочистке вторичных и прямогонных дистиллятов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.07, кандидат технических наук Усова, Татьяна Валерьевна

• Усова, Татьяна Валерьевна
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Усова, Татьяна Валерьевна

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Тенденции развития переработки нефти в России и зарубежом.

1.2. Современные катализаторы гидропроцессов.

1.3. Способы облагораживания вторичных дистиллятов.

Глава 2. Объекты и методы исследований.

2.1. Характеристика объектов исследования.

2.2. Стандартные методы исследования физико-химических свойств нефтепродуктов.

2.3. Описание лабораторной установки гидроочистки.

2.4. Способ моделирования химического состава и октанового числа узких фракций бензинов различного происхождения.

Глава 3. Исследование физико-химических характеристик бензинов термических процессов и их узких фракций.

3.1. Исследование физико-химических характеристик бензинов термодеструктивных процессов нефтепереработки.

3.1.1. Исследование углеводородов вторичных бензинов.

3.2. Исследование физико-химических характеристик узких фракций бензинов термодеструктивных процессов.

3.2.1. Углеводородный состав узких фракций вторичных бензинов.

3.2.1.1. Групповой химический состав и октановое число узких фракций.

3.2.1.2. Компонентный состав узких фракций.

3.2.1.3. Индивидуальный состав углеводородных групп.

3.2.1.4. Определение средней температуры кипения 10-ти градусных фракций с максимальным выходом углеводородных групп.

3.2.3. Гетероатомные соединения вторичных бензинов.

3.2.3.1. Сераорганические соединения.

3.2.3.2. Азотосодержащие соединения.

3.3. Определение вариантов переработки узких фракций бензинов термодеструктивных процессов.

Глава 4. Влияние состава сырья на показатели гидроочистки смеси бензина коксования и прямогонных дистиллятов.

4.1. Подготовка сырья и выбор режимов гидроочистки смесевого сырья.

4.2. Результаты гидроочистки смесевого сырья.

4.2.1. Изменение фракционного состава продуктов гидроочистки.

4.2.2. Удаление серы, азота и олефинов при гидроочистке смесевого сырья.

4.2.3. Превращения углеводородов смесевого сырья при гидроочистке.

Глава 5. Разработка технологии рационального использования вторичных бензинов на ООО «ЛУКОЙЛ-Волгограднефтепереработка».

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптимизация состава сырья при совместной гидроочистке вторичных и прямогонных дистиллятов»

Интенсивное развитие промышленности и расширение сферы использования нефтепродуктов всех видов обуславливают возрастающее загрязнение окружающей среды. В нефтеперерабатывающей промышленности с одной стороны ужесточаются требования к экологическому качеству применяемых топлив, а с другой - возникает необходимость извлекать из нефтяного сырья все больше светлых фракций, что ведет к увеличению объемов производства вторичных дистиллятов. На Российских НПЗ представлены такие процессы переработки нефтяных остатков, как каталитический крекинг, коксование, термический крекинг и их разновидности. Легкие вторичные дистилляты зачастую не находят квалифицированного применения из-за нестабильности, обусловленной наличием непредельных и смолообразующих углеводородов, повышенного содержания серы и азота.

Поэтому одной из первостепенных задач, стоящих перед отечественной нефтепереработкой, является развитие как процессов, так и комплексных схем облагораживания вторичных дистиллятов, получения продуктов с улучшенными экологическими и эксплуатационными характеристиками.

Цель работы. Целью данной работы являлось повышение эффективности вовлечения дистиллятов термодеструктивного происхождения в производство высококачественных нефтепродуктов.

Научная новизна. Впервые детально исследован индивидуальный углеводородный состав бензинов термодеструктивных процессов нефтепереработки. Определены фракции бензинов с максимальным содержанием групп углеводородов и гетероатомных соединений. Найдена зависимость октанового числа вторичных бензинов от фракционного состава. Показано, что исследуемые бензины имеют провал октанового числа в температурном интервале выкипания 85-125°С.

Выявлено впервые, что независимо от способа термического разложения (коксование, термический крекинг) и происхождения сырья, бензины термодеструктивных процессов имеют качественно сравнимый состав углеводородных групп.

Установлено, что механизм окисления и поликонденсации непредельных углеводородов зависит от их структуры. Низкокипящие олефины только при нагревании активно вступают в реакции с кислородом, скорость которых может быть снижена введением антиокислительных добавок. Процессы поликонденсации тяжелых алкилен-нафтенов и алкилен-бензолов - продуктов крекинга нефтяных смол, инициируются на свету независимо от наличия ингибитора окисления.

Впервые показано, что при совместной гидроочистке бензина и дизельного топлива бензин обогащается циклоалканами пропорционально содержанию дизельной фракции в сырьевой смеси.

Практическая ценность. Предложен универсальный способ расчета группового углеводородного состава фракций с температурным интервалом кипения, кратным 10°С, на основе индивидуального состава исходного бензина.

Показано, что при гидроочистке смесей бензина коксования с прямогон-ным бензином и/или дизельным топливом оптимальными условиями процесса являются Т=340°С и Р=3,5 МПа, а наиболее эффективными катализаторами -N-108, ТК-554, обладающие стабильными характеристиками при изменении состава смеси вторичного бензина и прямогонного дистиллята.

Разработана технология облагораживания вторичных бензинов на основе их фракционирования, которая может быть использована на любом НПЗ, эксплуатирующем термодеструктивные процессы.

Заключение диссертации по теме «Химия и технология топлив и специальных продуктов», Усова, Татьяна Валерьевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ:

1. Показано, что независимо от способа термического разложения (коксование, термический крекинг) и происхождения сырья, бензины термодеструктивных процессов имеют качественно сравнимый состав углеводородных групп.

2. В результате детального исследования индивидуальных углеводородов бензинов термодеструктивных процессов выявлены узкие фракции с максимальным и минимальным содержанием парафинов, нафтенов, олефинов и ароматических углеводородов, соединений серы и азота. Найдена зависимость октанового числа вторичных бензинов от фракционного состава.

4. Установлено, что механизм окисления и поликонденсации непредельных углеводородов зависит от их структуры. Низкокипящие олефины только при нагревании активно вступают в реакции с кислородом, скорость которых может быть снижена введением антиокислительных добавок. Процессы поликонденсации тяжелых алкилен-нафтенов и алкилен-бензолов - продуктов крекинга нефтяных смол, инициируются на свету независимо от наличия ингибитора окисления.

5. Предложен оптимальный вариант фракционирования вторичных бензинов, с учетом химического состава их узких фракций, для дальнейшей переработки в схеме НПЗ.

6. Предложены оптимальные режимы и катализаторы гидроочистки в зависимости от состава смеси вторичного бензина и прямогонного дистиллята.

7. Впервые показано, что при совместной гидроочистке бензина и дизельного топлива бензин обогащается циклоалканами пропорционально содержанию дизельной фракции в сырьевой смеси

8. Предложен универсальный расчетный метод для определения углеводородного состава узких фракций бензинов любого происхождения.

9. На основе комплексного подхода к изучению свойств бензинов вторичных процессов, разработаны рациональные схемы их переработки на НПЗ и получения из них высококачественных моторных топлив.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Усова, Татьяна Валерьевна, 2006 год

1. Крылов О.В.// Катализ в промышленности 2003 - №2 - с.82-85.

2. Бакалейник A.M. (Обзор зарубежной печати).// Мир нефтепродуктов,- 2002.-№2.- с.44.

3. Sylvy Р.// Erdöl Erdgas Kohl.- 2003.- 119.- №2.- р.213-216.

4. Nakamura DJ/ Oil and gas Journal.- 2003.-101,- №49.- p.64-69.

5. Лихтерова H.M.// Химия и технология топлив и масел.- 2004.- №3.- с.3-6.

6. Баженов В.П.// Химия и технология топлив и масел.- 2002,- №2,- с.3-8.

7. Аналитико-конъюктурный справочник «НПП России и ведущих стран мира». М., ЦНИИТЭнефтехим, 1997, 650 с.

8. Гайдук И.// Нефтегазовая вертикаль.- 2001.- № 1.- с. 104-107.

9. Черныш М.Е.// Химия и технология топлив и масел.- 2002,- №4.- с.З.

10. Каминский Э.Ф.// Мир нефтепродуктов.- 2001.- №4.- с.2-5.

11. Левинбук М.И.// Химия и технология топлив и масел.- 1996.- №6.- с.21.

12. Спиркин В.Г.// Нефтепереработка и нефтехимия. 2000. - №3.

13. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А., Туманян Б.П., Левинбук М.И. // Технология нефти и газа.-2004.- № 1.- с. 4-8.

14. Рикошинский А.Е.//Мир нефтепродуктов.- 2004.-№1.- с.2-5.

15. Соколов В.В. // Технология нефти и газа. 2004,- № 4. с. 20-24.

16. Каминский Э.Ф. Экологические характеристики моторных топлив и новые технологии для их обеспечения. М.: Нефть и Газ, 1999.- 44с.

17. Каминский Э.Ф., Хавкин В. А. Глубокая переработка нефти: технологический и экологические аспекты. М.: Издательство «Техника», 2001.-384 с.

18. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение. Справ-к/под ред. В.М. Школьникова. М.: - «ТЕХИНФОРМ», 1999.- 596 с.

19. Спиркин В.Г. Нефть и нефтепродукты. Справочник под ред. Поконовой Ю.В. С.-Пб.: Профессионал. - 2002.- 901 с.

20. Азев B.C., Емельянов В.Е., Туровский Ф.В.// Химия и технология топлив и масел.- 2004.- №5.- с.20-24.

21. Соколов В.В., Туровский Ф.В. Новое в применении топлив на автомобильном транспорте. М., ЦИИАТ. 2003, с.118-127.

22. Бакалейник A.M.// Мир нефтепродуктов.- 2003.- №2.- с.47-49.

23. Вишнецкая М.В., Газаров P.A., Козлова E.H., Воронцова И.В.// Химия и технология топлив и масел.- 2005.- №6,- с.45-47.

24. Абросимов A.A. Экология переработки углеводородных систем. М., Химия.-2002.-362 с.

25. Дружинин O.A., Санников A.JI., Хавкин В.А. и др.// Мир нефтепродуктов.- 2004.-№2.- с. 12-13.

26. Гуреев A.A., Митусова Т.Н., Соколов В.в. и др.// Химия и технология топлив и масел.- 1992.- №6,- с.2-4.

27. Проспекты компании Criterion Catalyst.- 2001.- 155 с.

28. Д. Лолер, С. Робинсон.// Нефтегазовые технологии.- 2002.- №2.- с.105.

29. Дюрик Н.М., Князьков А.Л., Чаговец А.Н. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2000.- №12.- с. 14-17.

30. Каминский Э.Ф., Осипов Л.Н., Хавкин В.А. и др.// Нефтегазовые технологии,- 2001.- № 1.- с.36-42.

31. Курганов В.М., Осипов Л.Н., Лебедев Б.Л. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1995.- № 12.- с. 18-20.

32. Шифлет У.К., Кренцке Л.Д.// Нефтегазовые технологии.- 2002.- №3,-с.105-106.

33. Ирисова K.M., Талисман Е.Л., Смирнов В.К.//Химия и технология топлив и масел.- 2003.- №1-2.- с.21-24.

34. Осипов Л.Н.,. Каминский Э.Ф., Гимбутас А, Виноградова H .Я.// Химия и технология топлив и масел.- 1998.- №2,- с.6-8.

35. Пармон В.Н., Дуплякин В.К.// Катализ в промышленности,- 2003.- №2,-с.3-10.

36. Левинбук М.И.// Нефтегазовая вертикаль.- 2001,- №17.- с.21.

37. Капустин В.М.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2004.- №4.- с.5-8.

38. Сомов В.Е., Садчиков H.A., Шершун В.Г., Кореляков Л.В. Стратегические приоритеты российских перерабатывающих предприятий.- М.: ЦНИИТЭнефтехим.- 2002.- 292 с.

39. Костенко A.B., Феркель Е.В.//Нефтепереработка и нефтехимия.- 2004.-№4.- с.43-46.

40. Нефедов Б.К.// Катализ в промышленности.- 2003.- №2.- с.20-27.

41. Нефедов Б.К., Антонов А.Е., Сабитова В.М.// Катализ в промышленности.- 2004.- №5,- с. 15-20.

42. Петров PJL// Автомобильная промышленность.- 2002,- №7,- с.35.

43. Нефедов Б.К., Радченко Е.Д., Алиев P.P. Катализаторы процессов углубленной переработки нефти. М.: Химия.- 1987.- 195 с.

44. Refiners hydroprocessing needs: OGJ Intern, refining catalyst compilation -2001: Worldwide Catalyst Rept.// Oil and gas Journal.- 2001. Oct.8.- p.56.

45. Алиев P.P., Елшин A.M., Куке И.В., Порублев М.А.//Катализ в промышленности.- 2002.- №3.- с.51.

46. Нефедов Б.К., Радченко Е.Д., Алиев P.P. Катализаторы процессов углубленной переработки нефти. М.: Химия.- 1992.- 272 с.

47. Основные тенденции развития процессов гидроочистки. Тематич.обзор. ОАО ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ.- М., -2001.- 103 с.

48. Головачев И.Г., Якушев В.В., Гремяко Н.Н., Лищинская А.//Нефтепереработка и нефтехимия,- 1999.- №11.- с.34-35.

49. Вайль 10.К., Сухоруков A.M., Николайчук В.А. и др.// Химия и технология топлив и масел.- 1998.- №1.- с.25-27.

50. Осипов Л.Н., Вайнора Б.10., Вайль Ю.К. и др.// Химия и технология топлив и масел.- 1993.- №2.- с.12-13.

51. Осипов Л.Н., Чаговец A.M., Вайль Ю.К.// Химия и технология топлив и масел,- 1993.- №3,- с.9-10.

52. Байбурский В.Л., Спиридонова С.Э., Красилышкова Г.М. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1995.- №10.- с.20-22.

53. Смирнов В.К., Сайфуллин Н.Р., Калимуллин Н.Р. и др.// Химия и технология топлив и масел.- 1999.- №4,- с.6-9.

54. Халманских П.В., Беликов Д.О., Муниров АЛО. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1999.- №2.- с. 13-15.

55. Смирнов В.К., Ганцев В.А., Полункин Я.М.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2004.- №4.- с.38-42.

56. Ирисова К.Н., Талисман Е.Л., Смирнов В.К.// Химия и технология топлив и масел.- 2003.- №1-2,- с.21-25.

57. Смирнов В.К., Ганцев В.А., Сухоруков A.M. и др.// Химия и технология топлив и масел.- 2001.- №6.- с.4-7.

58. Смирнов В.К., Капустин В.М., Ганцев В.А.// Химия и технология топлив и масел.- 2002.- №3.- с.3-8.

59. Трушин М.В., Сивцов В.Н., Цветкова Н.М. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2004.- №4.- с.47-51.

60. Галиев Р.Ф., Кадников В.Л., Рахимов Х.Х. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2006.- №5.- с.8-12.

61. Колотов В.Ю., Новичкин Д.Н., Силинская Я.Н., Беда Т.В.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2005.- №12.- с.7-10.

62. Колотов В.Ю., Томин В.П., Кузора И.Е.// Нефтепереработка и нефтехимия,- 2004,- № 12.- с. 15-19.

63. Гоготов А.Ф., Силинская Я.Н., Паращенко В.И. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2005,- №1.- с. 16-19.

64. Ирисова К.Н., Смирнов В.К., Полункин Я.М. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2005.- №4.- с.9-12.

65. Ахметов А.Ф., Каратун О.Н.// Химия и технология топлив и масел.- 2002.-№3.- с.30-32.

66. Байбурский B.J1., Спиридонова С.Э., Красильникова Г.М. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1995.-№12.- с. 16-18.

67. Байбурский B.J1., Спиридонова С.Э., Красильникова Г.М. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1995.- №11.- с. 19-21.

68. Лебедев Б.Л., Князьков А.Л., Осипов Л.II. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия,- 2001.- №2.- с. 13-15.

69. Глинчак С.И., Радченко Е.Д., Алиев P.P. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1995.- № 11.- с. 18-19.

70. Целиди Е. И.//Химия и технология топлив и масел 1998 - № 2 - с. 45.

71. Логинов С.А., Капустин В.М., Луговской А.И. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2001.- №10.- с.8-10.

72. Барсуков О.В., Талисман Е.Л., Насиров Р.К.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1996.-№9.- с. 14-21.

73. Целиди Е. И.//Химия и технология топлив и масел 1998 - № 2 - с. 45.

74. Насиров Р.К., Талисман Е.Л., Мотов М.В.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1995.- №11.- с.15-18.

75. Алиев P.P., Елшин А.И., Сердюк Ф.И.// Нефтепереработка и нефтехимия.-2001.- №6.- с.15-18.

76. Ларина И .Я.// «Переработка нефти и нефтехимия зарубежом»: Экспресс-информация- 2004 № 5.- с.23-24.

77. Смирнов В.К., Ирисова К.Н., Талисман ЕЛ.// Катализ в промышленности.- 2003.- №2.- с.30-36.

78. Алиев P.P., Ёлшии А.И., Резниченко И.Д.// Химия и технология топлив и масел.-2001.-№ 2.-с. 16-18.

79. Смидович Е.В. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов. -М.: Издательство «Химия», 1980.-328 с.

80. Исламов Э.Р.// Химия и технология топлив и масел.-1999.- № 4.- с. 12-14.

81. Прокошок A.C. Разработка и внедрение технологии селективного гидрокрекинга бензинов // Автореферат на соискание ученой степени кандидата технических наук. М.: ВНИИ НП, 1996. - 25 с.

82. Прокопюк A.C., Алиев P.P., Радченко Е.Д. и др. // Химия и технология топлив и масел,- 1994. -№7-8.- с. 13-15.

83. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Пуринг М.Н. и др. Перспективные технологии производства бензинов с улучшенными экологическими характеристиками //Тематич. обзор. ЦНИИТЭнефтехим, М., 1995.

84. Иванов С.Р., Минскер К.С., Латыпова Ф.М. гидрооблагораживание бензинов термического происхождения.// Нефтепереработка и нефтехимия-2001.-№ 12,- с. 15 -18.

85. Ефремов Н.И., Ботников А.Я., Осипов JI.H., Елшин А.И.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1990.- №8.- с.24-26.

86. Хавкин В.А., Вязков В.А., Зенченков А.Н. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1990.- №8.- с.20-22.

87. Сливкин Л.Г., Чижов В.Б., Цветков В.В. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.-2000.- №7.- с. 17-19.

88. Шапиро P.M., Глозштейн А.Я., Панникова Р.Ф.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1990.- №8.- с. 17-20.

89. Теляшев Г.Г., Берг Г.А., Калинчева Л.А. и др.//Нефтепереработка и нефтехимия.- 1990.- №8.- с. 12-16.

90. Хавкин В.А., Гуляева Л.А., Курганов В.М. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 1998.-№5.-с. 15-20.

91. Чернышева Е.А., Осина И.В., Глаголева О.Ф.// Нефтепереработка и нефтехимия. 2001.- № 11.- с.75-79.

92. Князьков А.Л., Овчинникова Т.Ф., Есипко Е.А.// Химия и технология топлив и масел.- 2001.-№2.- с.19-20.

93. Князьков А.Л., Овчинникова Т.Ф., Есипко Е.А.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2001,-№4.- с.28-34.

94. Микишев В.А., Елшин А.И., Сливкин Л.Г. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2003.- №4,- с.9-12.

95. Хавкин В.А., Гуляева Л.А., Осипов Л.Н., Каминский Э.Ф.// Химия и технология топлив и масел.- 2001.- №1.- с. 10-13.

96. Хавкин В.А., Гуляева Л.А., Бычкова Д.М. и др.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2004.- №4.- с.29-34.

97. Golden S.W.// Hydrocarbon Processing.- 2002.- 81.- №2.- р.67-72.

98. Дебюишер Кв., Нока Ж.Л.// Нефтепереработка и нефтехимия.- 2003.-№9.- с.3-12.

99. Ondray DM Chemical Engineering.- 2003.- 110.- №9,- p.27-30.

100. Сварти Т.Ч., Нока Дж.Л., Росс Дж.//Нефтегазовые технологии-2001 -№3 -с.87-91.

101. Липкин Г.И.// Мир нефтепродуктов.- 2004.- №1.- с.35

102. Липкин Г.И.// Мир нефтепродуктов.- 2001.- №2.- с.25